Флюс для сварки меди
Изобретение относится к сварке, в частности к сварочным флюсам, применяемым для сварки меди. Цель изобретения - увеличение глубины проплавления, а также снижение пористости металла шва и расхода флюса. Флюс содержит (мас.%) 3,2-5,0 алюминия 20-26 буры 13-15 магнезита 19,4-23 плавикового шпата 8,3-11 борфтористого кадмия 10-14 фторида калия. Наличие во флюсе фтористых соединений позволяет увеличивать теплопередачу от столба дуги к основному металлу, т.е. увеличивать глубину проплавления, наличие 13,3-14,7% ниобата графита позволяет снизить расход флюса, так как при терморасширении ниобата графита он значительно увеличивает свой объем. При распаде фосфонитрилхлорида (1,3-2,8%) в дуге образуется хлор, который, способствуя передаче тепла от дуги к металлу, увеличивает глубину проплавления, и фосфор, который рафинирует медь. 2 табл.
СОЮЗ СОВЕ ТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 В 23 К 35/362
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4436292/31-27 (22) 06.06.88 (46) 15.11,90, Бюл. hk 42 (71) Краматорский индустриальный институт (72) П.А.Гавриш, А.В.Грановский, В.T.Êàòренко и В.Д.Кассов (53) 621.791,04 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 933335, кл. В 23 К 35/362, 17,11.80.
Гуревич С.М. Справочник по сварке цветных металлов. Киев: Наукова думка, 1981, с. 222.
Авторское свидетельство СССР
М 1516285, кл. В 23 К 35/362, 8.02.88. (54) ФЛЮС ДЛЯ СВАРКИ МЕДИ (57) Изобретение относится к сварке, в частности к сварочным флюсам, применяемым
Изобретение относится к сварке, а именно к флюсам для электродуговой сварки меди, и может быть применено в машиностроении.
Целью изобретения является увеличение глубины проплавления и снижение расхода флюса, Во флюсе борфтористый кадмий является активным соединением, способствующим образованию легкоплавкого шлака на основе фторидов, а выделяющийся при разложении кадмий повышает прочность сварного шва, образующийся в результате реакции фтористый бор реагирует с окислами на поверхности основного металла, переводя их в легкоплавкие соединения, которые переходят в алак. Борфтористый кадмий, распадаясь в дуге, дает отрицательи. Ж 1606296 А1 для сварки меди. Цель изобретения — увеличение глубины проплавления, а также снижение пористости металла шва и расхода флюса. Флюс содержит, мас.%: 3,2-5,0 алюминия; 20 — 26 буры; 13-15 магнезита; 19,4-23 плавикового шпата; 8,3 — 11 борфтористого кадмия; 10-14 фторида калия. Наличие во флюсе фтористых соединений позволяет увеличивать теплопередачу от столба дуги к основному металлу, т.е, увеличивать глубину проплавления, наличие 13,3-14,7% ниобата графита позволяет снизить расход флюса, так как при терморасширении ниобата графита он значительно увеличивает свой объем. При распаде фосфонитрилхлорида (1,3 — 2,8%) в дуге образуется хлор, который, способствуя передаче тепла от дуги к металлу, увеличивает глубину проплавления, и фосфор, который рафинирует медь. 2 табл. но заряженные ионы фтора, которые увеличивают концентрацию вводимой в металл энергии и способствуют увеличению глубины проплавления.
Ниобат графита представляет собой графит, в межатомные слои которого введена окись ниобия. При нагреве до 350-400 С ниобат графита, вследствие процессов, протекающих между атомными слоями, значительно расширяется, выделяя окись ниобия, которая разлагается в столбе дуги, Ниобий, легируя сварной шов, увеличивает его прочность. Термически расширяясь, ниобат графита способствует уменьшению количества флюса, необходимого для сварки, и уменьшению потерь энергии в окружающую среду
1606296
44
18
4,0
50
Фтористый калий является шлакообразующим компонентом, он связывает влагу в устойчивые соединения — фтористый водород и окись кальция, тем самым пр пятствуя насыщению металла шва газами, т.е, предотвращает пористость шва. Фосфонитрилхлорид применен для уменьшения количества неметаллических включений в наплавленном металле и улучшения передачи тепла от столба дуги к металлу, т.е. для увеличения глубины проплавления металла, Алюминий является активным восстановителем, способствующим восстановлению кадмия. Алюминий легирует металл шва, способствуя измельчению зерна. При содержании алюминия менее 3,2 его влияние незначительно, а при содержании алюминия более 5,0 значительное его количество переходит в сварной шов, Бура безводная растворяет в себе окислы, способствует хорошему формированию металла шва, стабилизирует дугу, При содержании буры менее 20 ее влияние недостаточно, при содержании более 26о уменьшается глубина проплавления основного металла. Магнезит способствует удалению серы из металла шва, придает вязкость шлаку, способствует удалению водорода из зоны сварки. При содержании магнезита менее 13
его влияние оказывается недостаточным.
При содержании магнезита более 15% дальнейшего улучшения свойств флюса не происходит, Плавиковый шпат является совместно с борфтористым кадмием и фтористым кальцием источником фтора, связывающего водород. Плавиковый шпат повышает глубину проплавления. При содержании плавикового шпата менее 19,4 его воздействие оказывается недостаточным. При содержании плавикового шпата более 23 ухудшается формирование сварного шва, Так как подача флюса мала, то практически весь он в процессе сварки переплавляется или терморасширяется, при этом расход флюса снижается из-за существенно меньшей его подачи в зону сварки. Реагируя с кислородом, ниобат графита образует окись углерода, которая создает в зоне горения дуги восстановительную атмосферу, При содержании ниобата графита менее 13,3 возрастает расход флюса, а при содержании ниобата графита более 14,7% дальнейшего улучшения свойств флюса не происходит. При содержании фтористого калия менее 10 в сварном шве наблюдаются поры, при его содержании более 14% ухудшается стабильность горения дуги.
Выделяющийся в результате фосфонитрилхлорида азот совместно с фтористым бором улучшает теплопередачу от столба дуги к основному металлу, т.е. способствует увеличению глубины проплавления. В меди азот не растворим и не образует соединений с медью, Фосфор — активный раскислитель жидкой меди. способствует рафинированию меди. При взаимодействии с кислородом образуются окислы кадмия и фосфора, которые, взаимодействуя между собой, образуют легкоплавкий шлак, хорошо смачивающий основной металл. При разложении фосфонитрилхлорида выделяется хлор, который способствует передаче тепла от дуги к основному металлу, увеличивая глубину проплавления. Хлор взаимодействует с окислами металлов, переводя их в легкоплавкие хлориды, благодаря чему снижается вероятность образования шлаковых включений в сварном шве. При содержании фосфонитрилхлорида менее 1,3% его влияние на свойства флюса незначительно, а при содержании фосфонитрилхлорида более
2,8 увеличивается разбрызгивание жидкого металла.
В табл, 1 приведены 5 составов флюса.
Выполнялась сварка листовой меди встык на флюсовой подушке без разделки кромок. Толщина меди 18,0 мм, марка меди
М1. Режим сварки;
Ток дуги,А
Напряжение,8
Скорость сварки, м/ч
Диаметр электрода, мм
Измерялась глубина проплавления меди на макрошлифах. На рентгеновских снимках подсчитывалось количество пор на
100 мм шва.
B табл. 2 приведены результаты испытания.
Из табл. 2 видно, что флюс оптимального состава (М 2-4) имеет преимущества перед известным, принятым за прототип. При содержании компонентов предлагаемого флюса больше или меньше оптимального состава свойства флюса ухудшаются, Формула изобретения
Флюс для сварки меди, содержащий алюминий, безводную буру, магнезит, плавиковый шпат, соединение графита, фтористые соединения и органическое вещество, отличающийся тем, что, с целью увеличения глубины проплавления и снижения расхода флюса, он содержит в качестве соединения графита ниобат графита, в качестве фтористых соединений — борфтористый кадмий и фтористый калий, а в
606296 качестве органического вещества — фосфонитрилхлорид при следующем содержании компонентов, мас. :
3,2 — 5,0 5
20-26
Алюминий
Безводная бура
Таблица 1
Таблица 2
Заказ 3516 Тираж 644 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Магнезит
Плавиковый шпат
Борфтористый кадмий
Ниобат графита
Фтористый калий
Фосфонитрилхлорид
Составитель Т. Арест
Редактор Т. Парфенова Техред М.Моргентал Корректор А. Обручар
13-15
19,4 — 23
8,3 — 11
13,3-14,7
10 — 14
1,3-2,8
